(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤフラムに固定された可動鉄心と、
前記可動鉄心と同軸上で、かつ所定のエアギャップを形成するように配置された固定鉄心と、
この固定鉄心側に向かって前記可動鉄心を吸引可能な第１磁束を形成する励磁コイルと、
前記可動鉄心と前記固定鉄心との間において、前記第１磁束の方向に沿って第２磁束を形成するマグネットとを備え、
前記可動鉄心、および前記固定鉄心の周囲を取り囲むように前記励磁コイルを形成すると共に、この励磁コイルの径方向内側に、Ｎ極とＳ極とが軸方向に沿うように前記マグネットを配置したことを特徴とするホーン。
【請求項２】
前記エアギャップの幅をＷとし、
前記エアギャップの軸方向中央と、前記マグネットの軸方向略中央に存在する磁極の境界面との間の距離をＬとしたとき、
幅Ｗ、および距離Ｌは、
Ｌ≦３Ｗ
を満たすように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のホーン。
【請求項３】
前記エアギャップの間に前記境界面が位置するように、前記マグネットを配置したことを特徴とする請求項２に記載のホーン。
【請求項４】
前記エアギャップの略中央に前記境界面が位置するように、前記マグネットを配置したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のホーン。
【請求項５】
前記励磁コイルの周囲を覆うように磁性部材を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載のホーン。
【請求項６】
前記マグネットを略円筒状に形成したことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のホーン。
【請求項７】
前記励磁コイルは、略円環状のボビンに導線を巻回して形成されており、
前記ボビンの内周面に、前記マグネットを圧入していることを特徴とする請求項６に記載のホーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両等に搭載されるホーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車には、保安部品としてホーンが搭載されている。
ホーンは、有底筒状のケースの底部に、ボビンの外周側に巻線を巻装した励磁コイルを収容し、ボビンの内周側に固定鉄心を内嵌固定して、前記励磁コイルの励磁に伴い前記固定鉄心が磁化するよう構成する一方、前記ケースの開口端に固定したダイヤフラムの軸芯部に可動鉄心を設けている。
【０００３】
可動鉄心には、前記励磁コイルの電源供給回路に設けた接点部材を遮断する接点断続手段が設けられている。励磁コイルに電源が供給され、可動鉄心が離間位置から固定鉄心に近接する方向へ吸引されると、可動鉄心に設けられた接点断続手段が接点部材を遮断する。これにより、固定鉄心に吸引された可動鉄心は再び離間位置へ移動するとともに、接点部材が再度接続されて、励磁コイルに電源が供給される。この動作を繰り返すことにより、可動鉄心は吸引位置と離間位置との間を所定の振幅で変位し、ダイヤフラムを振動させて発音している（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８０４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般に、ホーンは高い音圧を確保することが要求される。高い音圧を確保するためには、励磁コイルに流れる電流値を大きくして固定鉄心の可動鉄心を吸引する力（以下「吸引力」という。）を大きくし、可動鉄心および可動鉄心ダイヤフラムの振幅を増幅する必要がある。
しかし、励磁コイルに流れる電流値を大きくすると、接点部材を遮断するときに、接点間にアークが生じる。このアークにより接点が溶融して磨耗するため、ホーンの製品寿命が短くなるおそれがある。
【０００６】
そこで本発明は、励磁コイルに流れる電流値を大きくすることなく固定鉄心の吸引力を大きくし、高い音圧の確保ができるホーンの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係わるホーンは、ダイヤフラムに固定された可動鉄心と、前記可動鉄心と同軸上で、かつ所定のエアギャップを形成するように配置された固定鉄心と、この固定鉄心側に向かって前記可動鉄心を吸引可能な第１磁束を形成する励磁コイルと、前記可動鉄心と前記固定鉄心との間において、前記第１磁束の方向に沿って第２磁束を形成するマグネットとを備え、前記可動鉄心、および前記固定鉄心の周囲を取り囲むように前記励磁コイルを形成すると共に、この励磁コイルの径方向内側に、Ｎ極とＳ極とが軸方向に沿うように前記マグネットを配置したことを特徴とする。
本発明のホーンによれば、固定鉄心と可動鉄心との間において、励磁コイルが形成する第１磁束の方向に沿って第２磁束を形成するマグネットを備えているので、励磁コイルだけで磁束を形成する場合よりも多くの磁束を形成することができる。これにより、固定鉄心および可動鉄心が強力に磁化されるので、励磁コイルに流れる電流値を大きくすることなく固定鉄心の吸引力を大きくし、高い音圧の確保ができる。
また、励磁コイルの径方向内側において、Ｎ極とＳ極とが前記軸方向に沿うようにマグネットを配置することで、軸方向に沿って第２磁束の磁路を確実に形成することができる。これにより、励磁コイルに流れる電流値を大きくすることなく固定鉄心の吸引力を確実に大きくし、高い音圧の確保ができる。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係わるホーンは、前記エアギャップの幅をＷとし、前記エアギャップの軸方向中央と、前記マグネットの軸方向略中央に存在する磁極の境界面との間の距離をＬとしたとき、幅Ｗ、および距離Ｌは、Ｌ≦３Ｗを満たすように設定されていることを特徴とする。
本発明のホーンによれば、エアギャップの中央から前記境界面までの距離Ｌを、エアギャップの幅Ｗの３倍以下とすることにより、エアギャップの間に第２磁束を配置することができる。これにより、励磁コイルに流れる電流値を大きくすることなく固定鉄心の吸引力を大きくし、高い音圧の確保ができる。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係わるホーンは、前記エアギャップの間に前記境界面が位置するように、前記マグネットを配置したことを特徴とする。
本発明のホーンによれば、エアギャップの間にＮ極とＳ極との境界面が位置することで、エアギャップの間にさらに多くの第２磁束を形成することができる。これにより、励磁コイルに流れる電流値を大きくすることなく固定鉄心の吸引力をさらに大きくし、高い音圧の確保ができる。
【００１１】
また、本発明の請求項４に係わるホーンは、前記エアギャップの略中央に前記境界面が位置するように、前記マグネットを配置したことを特徴とする。
本発明のホーンによれば、エアギャップの略中央に前記境界面が位置することにより、エアギャップの間に最も多い第２磁束を形成することができる。これにより、励磁コイルに流れる電流値を大きくすることなく固定鉄心の吸引力を最も大きくし、高い音圧の確保ができる。
【００１２】
また、本発明の請求項５に係わるホーンは、前記励磁コイルの周囲を覆うように磁性部材を設けたことを特徴とする。
本発明のホーンによれば、磁性部材で励磁コイルを覆うことにより、磁性部材で励磁コイルが形成する第１磁束の磁路を形成し、第１磁束の漏れを抑制することができるので、効率よく第１磁束を形成することができる。これにより、励磁コイルに流れる電流値を大きくすることなく固定鉄心の吸引力を大きくし、高い音圧の確保ができる。
【００１３】
また、本発明の請求項６に係わるホーンは、前記マグネットを略円筒状に形成したことを特徴とする。
本発明のホーンによれば、マグネットを略円筒状とすることで、軸方向に沿ってＮ極とＳ極とを簡単に着磁することができる。したがって、生産性がよく低コストなホーンを提供することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項７に係わるホーンは、前記励磁コイルは、略円環状のボビンに導線を巻回して形成されており、前記ボビンの内周面に、前記マグネットを圧入していることを特徴とする。
本発明のホーンによれば、ボビンに導線を巻回して励磁コイルを形成することで、励磁コイルの巻き乱れを防止できる。
また、ボビンの内周面にマグネットを圧入することで、励磁コイルの内側にマグネットを簡単に固定できる。したがって、生産性がよく低コストなホーンを提供することができる。さらに、ボビンは樹脂により成型される場合が多いため、樹脂のボビンにマグネットを圧入することで、例えば固定鉄心にマグネットを固定するよりも、マグネットの損傷を防止できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のホーンによれば、固定鉄心と可動鉄心との間において、励磁コイルが形成する第１磁束の方向に沿って第２磁束を形成するマグネットを備えているので、励磁コイルだけで磁束を形成する場合よりも多くの磁束を形成することができる。これにより、固定鉄心および可動鉄心が強力に磁化されるので、励磁コイルに流れる電流値を大きくすることなく固定鉄心の吸引力を大きくし、高い音圧の確保ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ホーンの側面断面図である。
【図２】ホーンの分解斜視図である。
【図３】コイル磁束およびマグネット磁束の説明図である。
【図４】固定鉄心の吸引力とエアギャップとの関係を表すグラフである。
【図５】エアギャップの中央面およびマグネットの磁極の境界面の説明図である。
【図６】固定鉄心の吸引力の実験データである。
【図７】マグネット磁束およびコイル磁束の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本実施形態のホーンについて図面を参照して説明する。
図１は、ホーン１の側面断面図、図２は、ホーン１の分解斜視図である。
図１および図２に示すように、本実施形態のホーン１は、ケース１３を覆うダイヤフラム５に固定された可動鉄心７と、可動鉄心７と同軸上に配置された固定鉄心９と、コイル磁束Ｆ（図３参照、請求項の「第１磁束」に相当）を形成する励磁コイル１５と、マグネット磁束Ｍｇ（図３参照、請求項の「第２磁束」に相当）を形成するマグネット１０と、を備えている。
なお、以下の説明では、軸方向をＺ方向とし、Ｚ方向におけるケース１３の開口部１４ａ側（図１の上側）を＋Ｚ側とし、軸方向におけるケース１３の底部１４ｂ側（図１の下側）を−Ｚ側として説明する。
【００１８】
ケース１３は、例えば鉄等の金属からなる部材を用いて絞り加工等により形成されたものであって、開口部１４ａと、＋Ｚ側に配置された大径部１３ａと、大径部１３ａの−Ｚ側に配置され、段差によって縮径形成された小径部１３ｂと、底部１４ｂとを有している。大径部１３ａおよび小径部１３ｂは、同心円状に一体形成されている。
ケース１３の大径部１３ａの開口部１４ａ側端部には、ケース１３の径方向外側に広がるフランジ部１３ｃが、ケース１３に一体成形されている。また、ケース１３の大径部１３ａの開口部１４ａ側端部には、開口部１４ａを閉塞するようにダイヤフラム５が設けられている。
【００１９】
ダイヤフラム５は、鉄等の金属の薄板からなる有底筒状の部材であり、プレス等により成型される。ダイヤフラム５の底面５ａは、Ｚ方向に沿った断面形状が波形となっており、Ｚ方向に沿ってダイヤフラム５の底面５ａが変位するバネ特性を有している。ダイヤフラム５の外周縁部にはカシメ部５ｂが形成されており、大径部１３ａのフランジ部１３ｃにカシメ部５ｂをカシメることにより固定される。
【００２０】
ダイヤフラム５の径方向略中央には、可動鉄心７が設けられている。可動鉄心７は、鉄等の磁性材料からなる部材であり、略円柱状に形成されている。可動鉄心７は、＋Ｚ側に形成された固定部７ａと、−Ｚ側に形成された先端部７ｂとにより構成されている。
可動鉄心７は、固定部７ａがダイヤフラム５の径方向略中央に形成された貫通孔５ｃを介して、ダイヤフラム５の−Ｚ側から＋Ｚ側に向かって突出した状態になっている。可動鉄心７の固定部７ａにカラー３１を圧入することにより、可動鉄心７がダイヤフラム５の−Ｚ側に固定される。
【００２１】
可動鉄心７の−Ｚ側には、Ｚ方向から見てホーン１の中心軸から径方向外側にずれた位置に、固定接点部材１９ａおよび可動接点部材１９ｂが配置されている。固定接点部材１９ａおよび可動接点部材１９ｂは、鉄等からなる平板部材であり、プレス等により成型される。なお、可動接点部材１９ｂは、可撓性を有している。
固定接点部材１９ａは、ホーン１の径方向から見て略Ｕ字形状、軸方向（Ｚ方向）から見て略矩形状をしており、固定接点部材１９ａの−Ｚ側面には、−Ｚ側に突出した不図示の固定接点が形成されている。また、固定接点部材１９ａは、両端が後述するボビン１７に不図示のリベット等により固定されている。
可動接点部材１９ｂは、Ｚ方向から見て略矩形状をしており、可動接点部材１９ｂの一端側（図１の左側）には、＋Ｚ側に突出した不図示の可動接点が形成されている。可動接点部材１９ｂの他端側（図１の右側）は、不図示のリベットにより、ボビン１７に固定接点部材１９ｂの他端側と共に固定されている。可動接点部材１９ｂは、他端側から一端側に向かって、＋Ｚ側に傾斜するように配置されている。可動接点部材１９ｂの一端側に配置された可動接点は、可動接点部材１９ｂの可撓性により＋Ｚ側に付勢され、固定接点と接触している。
【００２２】
ダイヤフラム５の＋Ｚ側には、レゾネータ３が配置される。レゾネータ３は、鉄等の金属の薄板からなる略円盤状の部材であり、プレス等により形成される。レゾネータ３の径方向中央付近および外周縁部以外は、＋Ｚ側に突出するように湾曲形成された共鳴部３ａとなっている。
レゾネータ３の径方向中央には、貫通孔３ｂが形成されている。貫通孔３ｂには可動鉄心７の固定部７ａが挿通され、可動鉄心７の固定部７ａにカラー３３を圧入することにより、レゾネータ３が可動鉄心７の固定部７ａに固定される。
レゾネータ３には、ダイヤフラム５の警音が伝搬される。そして、レゾネータ３とダイヤフラム５とが共振することにより、警音が増幅される。
【００２３】
ケース１３の底部１４ｂには、径方向略中央に貫通孔２１が形成されており、ここに固定鉄心９が挿通されている。固定鉄心９は、鉄等の磁性材料からなる部材であり、−Ｚ側に形成された雄ネジ部９ａと、＋Ｚ側に形成された頭部９ｂとにより構成されている。固定鉄心９は、この雄ネジ部９ａが貫通孔２１を介して、底部１４ｂの内側から外側に向かって突出した状態になっている。固定鉄心９の雄ネジ部９ａにナット８を締結することにより、固定鉄心９がケース１３の底部１４ｂに固定される。このとき、車両（不図示）にホーン１を取り付けるためのブラケット２に雄ネジ部９ａを挿通してナット８を締結し、ホーン１とブラケット２とを共締めしてもよい。
固定鉄心９の頭部９ｂは、可動鉄心７の先端部７ｂと対向して配置される。これにより、固定鉄心９は、固定鉄心９の頭部９ｂと、可動鉄心７の先端部７ｂとの間に、エアギャップＧを形成するように配置される。
【００２４】
（励磁コイル）
ケース１３には、励磁コイル１５が収納されている。励磁コイル１５は、略円環状のボビン１７と、ボビン１７に巻回される導線１６とにより構成されている。
ボビン１７は、樹脂等の絶縁材料からなる部材であり、インジェクション成型等により形成される。ボビン１７は、Ｚ方向に沿って形成された中空の巻胴部１７ａと、巻胴部１７ａのＺ方向の両端に形成された鍔部１７ｂと、鍔部１７ｂから径方向外側に張り出し形成され、固定接点部材１９ａおよび可動接点部材１９ｂを支持する接点支持部１８ａ，１８ｂと、により構成されている。
【００２５】
ボビン１７の巻胴部１７ａには、巻胴部１７ａの外周面に沿って導線１６が巻回される。導線１６は銅等の金属ワイヤからなり、＋Ｚ側から見て、ボビン１７の巻胴部１７ａに時計回り方向（図３参照）に所定回数だけ巻回されている。したがって、不図示の外部電源から導線１６に電流を供給したとき、励磁コイル１５によるコイル磁束Ｆは、エアギャップＧにおいて、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって通過する。なお、導線１６の巻回方向はこれに限られることは無く、＋Ｚ側から見て反時計回り方向に巻回されていてもよい。
導線１６は、固定接点部材１９ａおよび可動接点部材１９ｂを介して外部電源と電気的に接続されており、接点が接続されると導線１６への電流の供給が行われ、接点が切断されると導線１６への電流の供給が遮断される。
【００２６】
鍔部１７ｂは、巻胴部１７ａのＺ方向における両端において、径方向内側から径方向外側に向かって張り出すように形成されている。鍔部１７ｂは、巻胴部１７ａの周方向全体に渡って、巻胴部１７ａに巻回された導線１６を覆うように形成されている。なお、鍔部１７ｂの張り出し長さは、導線１６の巻回数に応じて適宜設定される。
【００２７】
接点支持部１８ａ，１８ｂには、固定接点部材１９ａおよび可動接点部材１９ｂが支持されている。具体的には、径方向の一端側（図１の左側）に形成された接点支持部１８ａには、固定接点部材１９ａの一端側が不図示のリベット等により固定されている。また、径方向の他端側（図１の右側）に形成された接点支持部１８ｂには、固定接点部材１９ａの他端側および可動接点部材１９ｂの他端側が不図示のリベット等により固定されている。
【００２８】
このような構成のもと、後述する励磁コイル１５の導線１６に電流が供給されると、励磁コイル１５が励磁され、固定鉄心９が磁化される。すると、ダイヤフラム５のバネ特性に抗して、固定鉄心９側に可動鉄心７の先端部７ｂが吸引される。
可動鉄心７が−Ｚ側に吸引されると、可動鉄心７の一部が可動接点部材１９ｂの一部に当接し、可動接点部材１９ｂの一端側（図１の左側）が−Ｚ側に移動する。これにより、可動接点部材１９ｂが撓んで固定接点部材１９ａから離反する。そして、導線１６への通電が遮断され、励磁コイル１５が消磁すると共に、ダイヤフラム５に復元力が作用する。これによって、固定鉄心９から可動鉄心７が離反する。可動鉄心７が離反すると、可動接点部材１９ｂの付勢力により、再び固定接点部材１９ａおよび可動接点部材１９ｂの各接点が接続されて導線１６が通電され、再び固定鉄心９に可動鉄心７の先端部７ｂが近接する。
これを繰り返し行うことにより、ダイヤフラム５が所定の振幅、周波数で振動し、警音が発生する。
【００２９】
（マグネット）
さらに、本実施形態のホーン１は、ボビン１７の巻胴部１７ａの内径側に、略円筒状のマグネット１０を備えている。マグネット１０には、要求される磁力に応じて、フェライト磁石や希土類磁石等、種々の磁石が用いられる。
マグネット１０の外周面１０ｃは、ボビン１７の巻胴部１７ａの内周面１７ｃに圧入固定されている。したがって、マグネット１０における外周面１０ｃの直径は、ボビン１７における巻胴部１７ａの内周面１７ｃの直径と略同一か、若干大径となるように形成される。また、マグネット１０の内周面１０ｄの内径側には、上述した可動鉄心７および固定鉄心９が配置されている。
【００３０】
マグネット１０には、軸方向に沿ってＮ極１０ａおよびＳ極１０ｂが着磁されている。エアギャップＧにおいて、Ｎ極１０ａおよびＳ極１０ｂにより形成されるマグネット磁束Ｍｇの方向が、励磁コイル１５により形成されるコイル磁束Ｆの方向に沿うように、マグネット１０を配置している。前述のとおり、励磁コイル１５によるコイル磁束Ｆは、エアギャップＧにおいて、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって通過している。したがって、本実施形態では、エアギャップＧにおいて、マグネット磁束Ｍｇが＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって通過するように、＋Ｚ側にＮ極１０ａを配置し、−Ｚ側にＳ極１０ｂを配置している。さらに、マグネット１０のＮ極１０ａとＳ極１０ｂとの境界面Ｍが、Ｚ方向におけるエアギャップＧの中央面Ｔと同一面となるように、マグネット１０を配置している。
【００３１】
（ヨーク）
ケース１３の小径部１３ｂには、励磁コイル１５およびマグネット１０を覆うヨーク（磁性部材）１１が収納されている。ヨーク１１は、鉄等の磁性材料からなる部材であり、−Ｚ側に配置される有底筒状の第１ヨーク１１ａと、＋Ｚ側に配置される略円盤状の第２ヨーク１１ｂとにより構成されている。
第１ヨーク１１ａおよび第２ヨーク１１ｂの径方向略中央には、Ｚ方向に各ヨークの底部を貫通する貫通孔が形成されている。この貫通孔に、可動鉄心７および固定鉄心９を挿通して配置している。
【００３２】
第１ヨーク１１ａは、開口を＋Ｚ側とした状態で、ケース１３の小径部１３ｂに内嵌固定される。また、励磁コイル１５およびマグネット１０は、第１ヨーク１１ａ内に配置される。第２ヨーク１１ｂは、ボビン１７の＋Ｚ側に、例えばスナップフィット等により固定されている。第２ヨーク１１ｂは、マグネット１０の＋Ｚ側端面を覆うように配置されており、マグネット１０が＋Ｚ側に移動するのを防止している。このようにして、励磁コイル１５およびマグネット１０の−Ｚ側を第１ヨーク１１ａで覆い、励磁コイル１５およびマグネット１０の＋Ｚ側を第２ヨーク１１ｂで覆っている。
【００３３】
第１ヨーク１１ａおよび第２ヨーク１１ｂにより、励磁コイル１５およびマグネット１０の外側には磁路が形成される。したがって、励磁コイル１５により形成されるコイル磁束Ｆおよびマグネット１０により形成されるマグネット磁束Ｍｇは、第１ヨーク１１ａおよび第２ヨーク１１ｂ内を通過する（図３参照）。
【００３４】
次に、本実施形態のマグネット１０の作用について説明する。
図３は、コイル磁束Ｆおよびマグネット磁束Ｍｇの説明図である。
不図示の外部電源から励磁コイル１５に電流が供給されると、励磁コイル１５の周りにコイル磁束Ｆが発生する。前述のとおり、励磁コイル１５の導線１６は、＋Ｚ側から見て時計回り方向に巻回されている。このため、コイル磁束Ｆは、可動鉄心７と固定鉄心９との間のエアギャップＧにおいて、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって通過する。
【００３５】
また、＋Ｚ側にＮ極１０ａを配置し、−Ｚ側にＳ極１０ｂを配置し、エアギャップＧの中央に磁極の境界面Ｍが位置するようにマグネット１０を配置している。このため、可動鉄心７と固定鉄心９との間のエアギャップＧにおいて、マグネット磁束Ｍｇが＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって通過する。
すなわち、マグネット１０が発生するマグネット磁束Ｍｇの方向は、可動鉄心７と固定鉄心９との間のエアギャップＧにおいて、励磁コイル１５が発生するコイル磁束Ｆの方向に沿うように形成される。
【００３６】
図４は、縦軸を固定鉄心９の吸引力とし、横軸をエアギャップＧの幅Ｗとした場合の本実施形態と従来との吸引力の変化を比較したグラフである。
上述のとおり、本実施形態のホーン１（図４の「本実施形態品」に相当）は、マグネット１０を備えている。これに対して、例えば特許文献１に記載の従来のホーン（図４の「従来品」に相当）は、マグネット１０を備えていない。
このため、従来のホーンおよび本実施形態のホーン１の励磁コイル１５に、同一の大きさの電流を流した場合には、本実施形態品のほうが、エアギャップＧにおいてマグネット磁束Ｍｇ分だけ多くの磁束が通過することになる。これにより、本実施形態のホーン１の固定鉄心９および可動鉄心７は、従来のホーンの固定鉄心９および可動鉄心７よりも強力に磁化される。したがって、図４に示すように、本実施形態のホーン１は、従来のホーンよりも、固定鉄心９の吸引力が向上する。特に、この傾向はエアギャップＧの幅Ｗが小さいほど顕著となる。
【００３７】
図５は、エアギャップＧの中央面Ｔおよびマグネット１０の磁極の境界面Ｍの説明図である。図６は、固定鉄心９の吸引力の実験データである。なお、図５に示すように、Ｚ方向におけるエアギャップＧの中央面Ｔとマグネット１０の磁極の境界面Ｍとの離間距離を距離Ｌと定義している。
マグネット１０が発生するマグネット磁束Ｍｇの方向は、境界面Ｍに対して垂直方向（すなわち、Ｚ方向に沿った方向）となる。このため、本実施形態のように中央面Ｔと境界面Ｍとが同一面のとき、すなわち、距離Ｌ＝０のときにエアギャップＧにおけるマグネット磁束ＭｇのＺ方向における磁力が最大となる。したがって、図６に示すように、距離Ｌ＝０のときに固定鉄心９の吸引力が最大となる。
【００３８】
図７は、マグネット１０の境界面Ｍがずれたときのマグネット磁束およびコイル磁束の説明図である。なお、図７においては、わかりやすくするために、固定鉄心９、可動鉄心７、およびマグネット１０以外の表示を省略している。
ここで、図７に示すように、マグネット磁束Ｍｇの磁力線は、Ｎ極１０ａからＳ極１０ｂに向かって略円弧状となる。したがって、図７（ａ）に示すように、境界面Ｍが中央面Ｔよりも＋Ｚ側にずれると、マグネット磁束Ｍｇは、エアギャップＧにおいて外径側に傾斜する。また、図７（ｂ）に示すように、境界面Ｍが中央面Ｔよりも−Ｚ側にずれると、マグネット磁束Ｍｇは、エアギャップＧにおいて内径側に傾斜する。すなわち、距離Ｌの絶対値が大きくなると、マグネット磁束ＭｇのＺ方向に沿ったベクトル成分が減少する。したがって、図６に示すように、距離Ｌの絶対値が大きくなるにつれて、固定鉄心９の吸引力が低下する。
なお、実験データによると、距離ＬとエアギャップＧの幅Ｗとの関係が、
Ｌ≦３Ｗ・・・（１）
を満たしていれば、固定鉄心９の吸引力が向上する。したがって、距離ＬとエアギャップＧの幅Ｗとの関係が（１）式を満たしていれば、エアギャップＧにおいて、マグネット磁束ＭｇのＺ方向に沿ったベクトル成分が存在しているものと考えられる。
【００３９】
（効果）
本実施形態のホーン１によれば、固定鉄心９と可動鉄心７との間において、励磁コイル１５が形成するコイル磁束Ｆ（第１磁束）の方向に沿ってマグネット磁束Ｍｇ（第２磁束）を形成するマグネット１０を備えているので、励磁コイル１５だけで磁束を形成する場合よりも多くの磁束を形成することができる。これにより、固定鉄心９および可動鉄心７が強力に磁化されるので、励磁コイル１５に流れる電流値を大きくすることなく固定鉄心９の吸引力を大きくし、高い音圧の確保ができる。
【００４０】
また、本実施形態のホーン１によれば、励磁コイル１５の径方向内側において、Ｎ極１０ａとＳ極１０ｂとがＺ方向に沿うようにマグネット１０を配置することで、Ｚ方向に沿ってマグネット磁束Ｍｇの磁路を確実に形成することができる。これにより、励磁コイル１５に流れる電流値を大きくすることなく固定鉄心９の吸引力を確実に大きくし、高い音圧の確保ができる。
【００４１】
また、本実施形態のホーン１によれば、エアギャップＧの略中央にマグネット１０の磁極の境界面Ｍが位置することにより、最も多いマグネット磁束ＭｇをエアギャップＧの間に形成することができる。これにより、励磁コイル１５に流れる電流値を大きくすることなく固定鉄心９の吸引力を最も大きくし、高い音圧の確保ができる。
【００４２】
また、本実施形態のホーン１によれば、ヨーク１１（磁性部材）で励磁コイル１５を覆うことにより、ヨーク１１で励磁コイル１５が形成するコイル磁束Ｆの磁路を形成し、コイル磁束Ｆの漏れを抑制することができるので、効率よくコイル磁束Ｆを形成することができる。これにより、励磁コイル１５に流れる電流値を大きくすることなく固定鉄心９の吸引力を大きくし、高い音圧の確保ができる。
【００４３】
また、本実施形態のホーン１によれば、マグネット１０を略円筒状とすることで、Ｚ方向に沿ってＮ極とＳ極とを簡単に着磁することができる。したがって、生産性がよく低コストなホーンを提供することができる。
【００４４】
また、本実施形態のホーン１によれば、ボビン１７に導線１６を巻回して励磁コイル１５を形成することで、励磁コイル１５の巻き乱れを防止できる。また、ボビン１７の内周面１７ｃにマグネット１０を圧入することで、励磁コイル１５の内側にマグネット１０を簡単に固定できる。したがって、生産性がよく低コストなホーン１を提供することができる。さらに、ボビン１７は樹脂により成型される場合が多いため、樹脂のボビン１７にマグネット１０を圧入することで、例えば固定鉄心９にマグネット１０を固定するよりも、マグネット１０の損傷を防止できる。
【００４５】
なお、この発明は上述した実施の形態に限られるものではない。
本実施形態のホーン１の導線１６は、＋Ｚ側から見て、時計回り方向に巻回されている。しかし、これに限られるものではなく、＋Ｚ側からみて、反時計回り方向に巻回してもよい。
ただし、反時計回り方向に導線１６を巻回したときは、エアギャップＧにおけるコイル磁束Ｆは、−Ｚ側から＋Ｚ側に向かって通過することになる。したがって、マグネット１０のＳ極１０ｂを＋Ｚ側に配置し、マグネット１０のＮ極を−Ｚ側に配置して、エアギャップＧにおけるコイル磁束Ｆの方向に、マグネット磁束Ｍｇの方向が沿うようにする必要がある。
【００４６】
本実施形態のホーン１は、略円環状に形成されたマグネット１０をボビン１７の内周面１７ｃに圧入固定し、＋Ｚ側にＮ極を配置し、−Ｚ側にＳ極を配置して、エアギャップＧにマグネット磁束Ｍｇを形成している。しかし、例えば、瓦状の複数のマグネットをボビン１７の内周面１７ｃに沿って固定し、＋Ｚ側にＮ極を配置し、−Ｚ側にＳ極を配置してもよい。また、例えば、棒状の複数のマグネットをボビン１７の内周面１７ｃに沿って固定し、＋Ｚ側にＮ極を配置し、−Ｚ側にＳ極を配置してもよい。
ただし、略円環状に形成されたマグネット１０を使用することにより、ボビン１７の内周面１７ｃにマグネット１０を圧入固定できる。したがって、マグネット１０を簡単にボビン１７に固定できる点で、本実施形態に優位性がある。
【００４７】
本実施形態のホーン１の励磁コイル１５は、ヨーク１１により覆われている。しかし、励磁コイル１５は、ヨーク１１により覆われていなくてもよい。ただし、ヨーク１１により磁路が形成され、この磁路をコイル磁束Ｆおよびマグネット磁束Ｍｇが通過するので、コイル磁束Ｆおよびマグネット磁束Ｍｇが外部に漏れるのを抑制することができる。したがって、磁気効率の点で本実施形態に優位性がある。
【００４８】
本実施形態のホーン１の励磁コイル１５は、ボビン１７に巻回されている。しかし、必ずしもボビン１７を用いる必要は無く、例えば、絶縁紙等を介してマグネット１０にコイル１５を巻回してもよい。ただし、コイル１５の巻乱れを防止できる点や、マグネット１０を簡単に固定できる点で、本実施形態に優位性がある。
【００４９】
本実施形態のホーン１のボビン１７は、樹脂により成型されている。しかし、例えば、金属等の磁性材料により形成し、絶縁紙等を介してボビンにコイル１５を巻回してもよい。ただし、ボビン１７を簡単に成型できる点や、マグネット１０を圧入固定する際のマグネット１０の割れを防止できる点で、本実施形態に優位性がある。
【００５０】
本実施形態のホーン１の第２ヨーク１１ｂは、マグネット１０の磁路を形成する機能を有すると共に、マグネット１０が＋Ｚ側に移動するのを防止する抜け止めとしても機能していた。しかし、例えばボビン１７の＋Ｚ側端面を内径側に張り出し形成して、マグネット１０の＋Ｚ側端面を覆うことで、ボビン１７がマグネット１０の抜け止めとして機能してもよい。
【００５１】
本実施形態のホーン１のマグネット１０は、マグネット１０のＮ極１０ａとＳ極１０ｂとの境界面Ｍが、エアギャップＧの中央面Ｔと同一面になるように配置されている。しかし、実験データから、（１）式を満たすようにマグネット１０を配置すればよい。
【００５２】
本実施形態では、いわゆるレゾネータ式のホーン１について説明をした。しかし、例えば、ダイヤフラム５を覆い、警音を共鳴させる渦巻き状のケースを備えた、いわゆるカーリング式のホーンに適用してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１  ホーン
７  可動鉄心
９  固定鉄心
１０  マグネット
１０ａ  Ｎ極
１０ｂ  Ｓ極
１１  ヨーク（磁性部材）
１３  ケース
１５  励磁コイル
１６  導線
１７  ボビン
Ｆ  コイル磁束（第１磁束）
Ｇ  エアギャップ
Ｍ  境界面
Ｍｇ  マグネット磁束（第２磁束）
Ｔ  エアギャップの中央面（エアギャップの中央）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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